Инициирование взрывной электронной эмиссии и убегание электронов при импульсном пробое плотных газов
Н. М. Зубарев, Г. А. Месяц
Физический институт им. П. Н. Лебедева РАН, 119991 Москва, Россия
Институт электрофизики Уральского отделения РАН, 620016 Екатеринбург, Россия
Abstract
Предлагается механизм инициирования взрывной электронной эмиссии на границе
катода и плотного газа, основанный на накоплении у естественных выступов
микронного размера положительных ионов, образующихся в результате ионизации газа
автоэмиссионными электронами. Расстояние, на котором рождаются ионы, падает с
ростом плотности газа, что приводит к увеличению их кулоновского поля на
эмитирующей поверхности. В итоге для газа высокого - в десятки атмосфер -
давления происходит взрывной рост плотности эмиссионного тока, приводящий за
десятки пикосекунд к образованию множества взрывоэмиссионных центров. Они дают
старт развитию плазменных каналов, прорастающих в сторону анода. На вершинах
плазменных острий генерируются убегающие электроны, которые ионизуют газ,
обеспечивая его субнаносекундный пробой. Такой сценарий развития пробоя может
реализовываться в условиях критически низкого приведенного электрического поля
(т.е. отношения его напряженности к давлению), когда характерное время лавинного
размножения тепловых электронов больше длительности импульса напряжения.